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串行接口標準

鎖定
串行接口標準是PC機與通信工業中應用最廣泛的一種串行接口標準。串行通信接口往往用於連接多個系統,可以可靠地連接計算機和遠距離的計算機子系統。 [1] 
中文名
串行接口標準
簡    介
自1969 年由美國電氣工業協會
單端通訊
一種在低速率串行通訊中增加
平衡傳輸
RS-422、RS-485與RS-232不一樣

串行接口標準標準背景簡介

RS-232 自1969 年由美國電氣工業協會( EIA) 推薦以來, 由於接口和通信協議比較簡單, 因而在計算機串行通信領域得到了廣泛的應用, 開發出了大量的以RS-232 為接口的各類產品。 [2]  然而,在許多分佈式控制系統和工業局部網絡中, 常常會遇到傳輸距離受限,導致RS-232不適宜使用。因而,1977年EIA制定了新標準RS-499,該標準可以支持較高的數據傳送速率和較遠的傳輸距離,RS-422是RS-499的標準子集。 [3]  後來為了實現聯網功能,出現了RS-485

串行接口標準接口標準

串行接口標準單端通訊

RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232採取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。

串行接口標準平衡傳輸

RS-422、RS-485與RS-232不一樣,數據信號採用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對雙絞線,將其中一線定義為A,另一線定義為B,通常情況下,發送驅動器A、B之間的正電平在+2~+6V,是一個邏輯狀態,負電平在-2~-6V,是另一個邏輯狀態。另有一個信號地C,在RS-485中還有一“使能”端,而在RS-422中這是可用可不用的。“使能”端是用於控制發送驅動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時,發送驅動器處於高阻狀態,稱作“第三態”,即它是有別於邏輯“1”與“0”的第三態。
接收器也作與發送端相對的規定,收、發端通過平衡雙絞線將AA與BB對應相連,當在收端AB之間有大於+200mV的電平時,輸出正邏輯電平,小於-200mV時,輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平範圍通常在200mV至6V之間。

串行接口標準電氣規定

串行接口標準RS-232

由於RS-232其發送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上的分佈電容,其傳送距離最大為約15米,最高速率為20kb/s。RS-232是為點對點(即只用一對收、發設備)通訊而設計的,其驅動器負載為3~7kΩ。所以RS-232適合本地設備之間的通信。

串行接口標準RS-422

標準全稱是“平衡電壓數字接口電路的電氣特性”,它定義了接口電路的特性。典型的RS-422是四線接口。實際上還有一根信號地線,共5根線。其DB9連接器引腳定義。由於接收器採用高輸入阻抗和發送驅動器比RS232更強的驅動能力,故允許在相同傳輸線上連接多個接收節點,最多可接10個節點。即一個主設備(Master),其餘為從設備(Salve),從設備之間不能通信,所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k,故發端最大負載能力是10×4k+100Ω(終接電阻)。RS-422四線接口由於採用單獨的發送和接收通道,因此不必控制數據方向,各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一對單獨的雙絞線)實現。 [4] 
RS-422的最大傳輸距離為1219米,最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。
RS-422需要一終接電阻,要求其阻值約等於傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時可不需終接電阻,即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。

串行接口標準RS-485

由於RS-485是從RS-422基礎上發展而來的,所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都採用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以採用二線與四線方式,二線制可實現真正的多點雙向通信,而採用四線連接時,與RS-422一樣只能實現點對多的通信,即只能有一個主(Master)設備,其餘為從設備,但它比RS-422有改進, 無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個設備。
參考資料